Zabex Ohmmeter mit Atmega 88 Funktion ?

Leider ist der Schaltplan kaum lesbar. Ich sehe an Port B aber einige gelbe Markierungen, deren Labels offenbar mit gleichnamigen Labels an ADC Eingängen entsprechen.

Soweit gut, mit den ADC erfolgt die Abfrage der ADC Werte. Dann schalten die anderen die Bereiche. Woraus besteht denn dann der Spannungsteiler? Wozu ist Ux? Ist die Bezugsspannung (Uref) die 5V?

Klaus schrieb:

Woraus besteht denn dann der Spannungsteiler?

Aus den Widerständen an Port B und dem Probanden.

Wozu ist Ux?

Ux ist die Spannung am Probanden. Wenn man die Widerstandwerte kennt, kann Rx ausrechnen.

Ist die Bezugsspannung (Uref) die 5V?

Muss wohl, weil die Ausgänge von Port B ja auf 5V schalten. Ansonsten würden Abweichungen der Versorgungsspannung versus Referenz die Messung verfälschen. Stichwort: ratiometrische Messung

Wenn Vcc einer Schwankung unterliegt, liegt doch der Fehler in der Berechnung mit drin? Wenn ich mir die Vorwiderstände so ansehe komme ich rechnisch eigentlich nicht auf eine Ergebnis. Um den gesamte Bereich der Messung abzudecken muss doch jeder Berech extra berechnet werden. Wenn ein Ausgang auf H geschaltet wird kann doch eine unterschiedliche Spannung anliegen. Wie kommt dann eine exakte Wert zustande?

Klaus schrieb:

Wenn Vcc einer Schwankung unterliegt, liegt doch der Fehler in der Berechnung mit drin?

Ja, wenn der ADC ebenfalls VCC als Referenz verwendet.

Klaus schrieb:

Wenn ich mir die Vorwiderstände so ansehe komme ich rechnisch eigentlich nicht auf eine Ergebnis. Um den gesamte Bereich der Messung abzudecken muss doch jeder Berech extra berechnet werden.

Na und? Das ist doch problemlos machbar.

Klaus schrieb:

Wenn ein Ausgang auf H geschaltet wird kann doch eine unterschiedliche Spannung anliegen. Wie kommt dann eine exakte Wert zustande?

Weil die Referenz des ADC die gleiche Spannung ist. Hast du dich zum Thema "ratiometrische Messung" wie empfohlen eingelesen?

Stelle dir vor, der Spannungteiler ergibt gerade 1/3. Dann ist dem ADC egal, ob das 1/3 von 5 Volt oder 1/3 von 4 Volt sind. Es ist so oder so 1/3 der Spannung, genau diese Info liefert der ADC bei der ratiometrischen Messung.

Genauer gesagt liefert er den Anteil der Spannung (egal wie hoch sie ist) in 1024 Schritten.

Morgen Habe die Messung angeschaut. Habe dazu einen guten Artikel im Netz gefunden. Bei dieser Methode ist die Messung relativ einfach. Wichtig dabei ist ein genauer Widerstand. In der Formel wird die Berechnung durchgeführt. Was ich nicht verstanden habe ist die Vcc/Vref. Wenn ich zur Messung die selbe Spannung nehme stimmt die Messung z.B. bei 5V oder 3,3V. Wenn also die Spannung für Vcc/Vref schwankt z.B. zwischen 3,2.. bis 3,3.. hat das keinen Einfluss?

Das hat wie gesagt keinen Einfluss.

Wenn der Eingang des ADC auf 1/3 der maximal messbaren Spannung liegt, dann ist das immer 1/3, ganz egal wie hoch diese nun konkret ist. Das numerische Ergebnis wird immer 341 sein (= 1/3 von 1024).

Wenn die maximale Spannung des Spannungsteilers (VCC) nicht mit der Referenz des ADC identisch wäre, dann würde jede Schwankung der Versorgungsspannung zu anderen numerischen Ergebnissen führen.

Sehen sie bald auf microcontroller.net: Schaltpläne als Excel Tabelle. Kein mühsames Zeichnen mehr, keine ausschweifende Prosa. Einfach nur alle Verbindungen aufgelistet. Da schlägt das Herz des Schachspielers schneller.

Habe die Berechnung mal durchgeführt, zwar erst mal auf dem Papier, sie stimmt. Es steht auch drin: Rx < Rf. Wenn ich also einen Rf von 10k nehme ist der max. Messbereich bis 10K. Das kann man dann ohne Probleme auf 1M oder 100 Ohm ausweiten. Bleibt noch die Frage nach der Formel. Wie kann ich das am besten in C machen?

Klaus schrieb:

Bleibt noch die Frage nach der Formel. Wie kann ich das am besten in C machen?

Eigentlich brauchst du dafür nur das Ohmsche Gesetz anzuwenden.

Der Spannungsteiler liefert abhängig von den Widerständen einen Bruchteil der Versorgungsspannung. Und der ADC sagt, wie hoch dieser Anteil ist (in 1024 Schritten).

Zu beidem gibt es reichlich Webseiten, die es im epischer Breite erklären. Man muss das nur noch miteinander kombinieren.

Meine diesen Stelle: https://www.electronicdeveloper.de/ADCRatiometrisch.aspx Nach deiner Aussage bin ich etwas verwirrt. Wenn der RF=10k ist, kann der Rx grüsser 10k sein? Wenn ich mir die Formel anschaue und es nachrechne dürfte es nicht sein.

Du sprichst von einem ADC von 10 Bit. Welche Auswirkung hat den zusätzlicher AD Wandler von 12Bit oder 16 Bit? Wird daurch die Messung genauer oder lohnt sich der Aufwand nicht?

Klaus schrieb:

Welche Auswirkung hat den zusätzlicher AD Wandler von 12Bit oder 16 Bit? Wird dadurch die Messung genauer oder lohnt sich der Aufwand nicht?

Die Messung wird höher aufgelöst. Das ist wie bei einem Thermometer, dass dir die Zimmertemperatur als 20.523 °C anzeigt. Stellst du zehn Stück davon nebeneinander, zeigt jedes etwas anderes an. In Wirklichkeit hat der Raum vielleicht 19°C. Hohe Auflösung heißt nicht zwingend, dass es genau ist.

Die Genauigkeit hängt der Messung hängt ab vom:

• Rauschen der Versorgungsspannung
• Rauschen des ADC
• Linearität des ADC
• Präzision der Vergleichswiderstände
• Rauschen der Widerstände
• Innenwiderstand des Mikrocontrollers (die sich zu den Vergleichswiderständen addiert)
• Rauschen der Ausgänge des Mikrocontrollers
• Elektromagnetische Einflüsse

Bis 10 Bit ist es noch relativ einfach hin zu bekommen, dass nur das unterste Bit rauscht. Du wärst nicht der erste, der einen 16 Bit ADC einsetzt aber trotzdem nur 10 nutzbare Bits erreicht, wie die anderen nur Rauschen.

Bei der Schaltung aus dem Eröffnungsbeitrag wäre ein ADC mit mehr als 10 Bits wie Perlen vor die Säue geworfen. Damit gewinnst du nur scheinbare Genauigkeit, wie im obigen Beispiel mit dem Thermometer.

Hallo Habe mir das Programm Zabex angeschaut. Berücksichtige jetz die Teile nicht mit Autorange und Mittelwertbildung (64). Durch das Autorange werden die Messbereiche umgeschaltet. (0-1k, 1k-10k, 10k-100k, 100k-9890k) Bei einem Messbereich von 1k bis 10k mit einem Rv von 10k ergibt sich

1

Zaehler = ADC_Wert * 10

Bei 10 Bit:

1

Nenner  = 1024 - ADC_Wert

Zur Berechnung:

1

Rx = Zaehler / Nenner

Im untersten Bereich verwendet er das:

1

Zaehler = ADC_Wert * 1000 / 973

973 zut Kompensation? Ux ist der Messwert über Rx nch eurem Bild. Wo wird hierbei aber Uref verwendet? Leider komme ich mit der Berechnung nicht klar.

Soweit klar. Deshalb hat er auch die Mittelwert berechnung drin um die Anzeige ruhiger zu bekommen. Wenn ich die Rechnung verstanden habe, sind die 1024 die 10 Bit. Wenn ich mit 12 Bit rechne müsste dort 4096 stehen. Werde mal eine Schaltung auf meinem Grett aufbauen, mal sehen ob ich auf die Werte komme.

Hatte gerade einen 16 ADC zu liegen. Bin Neugierig ob das funktioniert. Habe diese kleine Programm dazu geschrieben:

1

ADC_Wert_2 = ADC(2) # mit Messung R

2

while True:

3

    MWert = 0 # Mittelwertbildung

4

    for i in range(50): # Summe aus 50 Messungen

5

        MWert = MWert + ADC_Wert_2.read_u16() # ADC einbinden

6

        GMWert = MWert / 50 # Teilung der Summe durch 50

7

    Nenner = 65536 - GMWert 

8

    Zaehler = GMWert * 10

9

    Rx = Zaehler / Nenner

10

    print('Nenner: ', Nenner)

11

    print('Zaehler ', Zaehler)

12

    print('Rx:     ', Rx)

13

    print()

Habe mir zur Kontrolle die Berechnung anzeigen lasse. Dabei kommen diese Ergebnisse:

Rx (angelegt): 1,494 kOhm 8,195 kOhm Nenner: 57269 39982 Zaehler: 82661 255380 Rx (berechnet): 1,4433 kOhm 6,387

Der Rf beträgt 9,98 kOhm Der berechnete Wert für 1,5 kOhm sind vielleicht ein Abweichungen bei der Messung. Der berechnete Wert für 8,2 kOhm ist zu gross. Wodurch kommt diese Abweichung?

Habe jetzt alles rausgenommen was nicht notwendig ist:

1

ADC_Wert_2 = ADC(2) # mit Messung R

2

while True:

3

    Nenner = 65536 - ADC_Wert_2.read_u16() # 16 Bit

4

    Zaehler = ADC_Wert_2.read_u16() * 10 # Referenz R 10K

5

    Rx = Zaehler / Nenner

6

    print('ADC2:', ADC_Wert_2.read_u16())

7

    print('Nenner: ', Nenner)

8

    print('Zaehler ', Zaehler)

9

    print('Rx:     ', Rx)

Damit bekomme ich diese Werte angezeigt: bei Rf 8,2 kOhm ADC2: 25580 Nenner: 40026 Zaehler: 255580 R berechnet 6,385 kOhm

bei Rf 8,2 kOhm muss natürlich R angelegt 8,2 kOhm sein

Axel S. schrieb:

.-------- U_ref ------->| | | .--- U_x -->| v v o--[R_ref]--*--[ R_x ]--| | Vcc ADC GND

Habe mal die Werte gemessen_ Vcc = 3,296 V ADC = 1,268 V beide Werte zu GND

Habe noch mal aööes gemessen und versteh noch weniger

Rf = 9,98 kOhm (mit Ohmmeter ermittelt) Rx = 8,196 kOhm (mit Ohmmeter ermittelt) Vcc = 3,260 V I berechnet = 0.000181 A damit ergibt sich für ADC ein berechneter Wert von 1,48 V (gerundet)

Annahme zu den berechneten Werten aus dem Programm: Rf = 9,98 kOhm Rx = 6,4 kOhm (angenommener Wert aus Berechnung des Programmes) Vcc = 3,260 V I berechnet daraus 0.0001987 A damit ergibt sich ein ADC ein berechneter Wert von 1,268 V

Gemessener Wert für ADC 1,263V über Rx von 8,2 kOhm ???? (Unterschiede durch Rundung oder Schwankungen möglich) Alles nach dem Ohmschen Gesetz. Leider stimmt da was nicht. Entweder bin ich zu doof oder sollte doch anfangen mit Stricken ???

Glaube das Problem gefunden zu haben. Nach DB hat der ADc des Prozessors ca. 100k Eingangs R. Wenn ich diese ca. 100k parralle zum 8,2k Rx setze bekomme ich so was bei 7,4 k. ärgerlich, mal sehn wie ich das Problem löse,

Klaus schrieb:

Wenn ich diese ca. 100k parralle zum 8,2k Rx setze bekomme ich so was bei 7,4 k.

Wie rechnest du das?

1÷((1÷100000Ω)+(1÷8200Ω)) = 7578,56Ω

Aber auch das ist Quatsch, denn die ADC Eingänge sind sehr viel hochohmiger. Sie haben allerdings eine gewisse Kapazität die umgeladen werden muss. Dass ist im Timing zu berücksichtigen.

Soll natürlich Brett sein. Hat sich aber auch schon wieder erledigt. Als Prozessor verwende ich ein Pico mit dem 2040 und einer Spannung von 3,3V. Meine damit keinen Raspi und co., sondern den Raspberry Pi Pico. Die verwendeten Widerstände habe ich jetzt direkt an die Kontakte gelötet und das selbe Ergebnis. Der Pico hat 3 x ADC. Die Widerstände im Vergleich zum Zabex sind anders. Er verwendet 5V und ich 3,3V.

Axel S. schrieb:

.-------- U_ref ------->| | | .--- U_x -->| v v o--[R_ref]--*--[ R_x ]--| | Vcc ADC GND

Habe mir die Hardware von Zabex noch mal vorgenommen. Er verwendet im Bereich 1-10kOhm einen Rf von 5,6kOhm. Habe mal ein bischen gemessen und getestet. Bei einem Rf = 7.5 kOhm und einem Rx von 10 kOhm bekomme ich eine Anzeige von 10 kOhm. Dabei beträgt die Spannung ADC 1,668V. Das könnte schon stimmen. Wenn ich dabei einen R von 1,5k als Rx einsetze bekomme ich 1,9k angezeigt. Wieso??? Habe in das Programm eine Pause von 1mS eingebaut, leider mit dem gleichen Ergebniss.

Steht so in der Software: // 1 kOhm .. 10 kOhm Format: XX.YY ko

DDRD = 0b00000010; // nächst höherer Messbereich PORTD= 0b00000010; // Rv = 10 kOhm

Das mit einem OPV ist eine gute Idee. werde ich mal testen.